JP4377528B2

JP4377528B2 - 建材一体型太陽電池モデュール

Info

Publication number: JP4377528B2
Application number: JP2000191385A
Authority: JP
Inventors: 史浩谷川
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: JP2002004529A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の屋根材として用いられる建材パネルに太陽電池パネルを固定した建材一体型太陽電池モデュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物の屋根材として用いられる瓦に太陽電池を搭載し、太陽エネルギーを電気に変換して利用する技術は、例えば、特開平１１−１９９９号公報で知られており、また建材パネルに太陽電池を搭載した太陽電池モデュールは、例えば、特開平６−８５３０６号公報で知られている。
【０００３】
特開平１１−１９９９号公報は、屋根瓦基材の表面に設けた凹陥部に太陽電池パネルを配設し、この太陽電池パネルの裏面における太陽電池パネルの側縁の内側に、シリコーン系防水パッキンを設け、この防水パッキンをシリコーン系接着剤によって接着することを開示している。
【０００４】
特開平６−８５３０６号公報は、金属屋根上に太陽電池パネルを両面粘着テープだけで固定したものである。このように両面粘着テープのみによって太陽電池パネルを金属屋根上に固定したものは、大量の両面粘着テープが必要となり、コストアップの原因となる。従って、太陽電池パネルと建材パネルとの固定には接着剤によることが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、太陽電池パネルを屋根瓦基材や金属屋根上等の建材パネルに接着する場合、接着剤層の厚みが薄すぎると、異種材料の熱膨張の差を緩和することができず、太陽電池パネルが剥がれることがあり、ある程度の厚みが必要である。しかしながら、そのように厚みを設けて接着すると、接着剤が存在しない太陽電池パネルと建材パネルの端縁部間に隙間が生じ、その隙間から水や光が侵入し、接着剤を劣化させることがわかった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、太陽電池パネルの裏面と建材パネルとを両者の端縁部を除いて接着剤によって固定した建材一体型太陽電池モデュールにおいて、特に光に起因する接着剤の劣化を防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、矩形平板状の建材パネルと、太陽電池パネルと、断熱材を備え、前記建材パネルは、その長手方向の一側部が上部へコ字状に折り返されて第１の嵌合部を形成し、かつ前記一側部に対向する側部が下部へコ字状に折り返されて第２の嵌合部を形成し、前記建材パネルには、前記一側部から、前記建材パネルの幅の３０％までに相当する領域を除く領域に、両面粘着テープが貼付されるとともに接着剤が塗布され、前記太陽電池パネルは、その一側部が前記第１の嵌合部に挿入され、かつその裏面が前記両面粘着テープおよび前記接着剤により前記建材パネルに固定され、前記断熱材は、その一側部が前記第２の嵌合部に挿入されて前記建材パネルに接着されており、前記太陽電池パネルの裏面と前記建材パネルの端縁部の隙間に緩衝材が充填されていることを特徴とする建材一体型太陽電池モデュールを提供する。
【０００８】
本発明において、緩衝材は、暗色を示す弾性発泡体からなることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る建材一体型太陽電池モデュールを示し、（ａ）は、平面図である（ｂ）における線Ａ−Ａに沿った縦断側面図である。以後詳述するように、この建材一体型太陽電池モデュールにおいて、建材パネル１と太陽電池パネル４は接着剤１０により接着固定されており、両者の端縁部には接着剤は存在しない。
【００１１】
図１に示すように、建材パネル１は、例えば鉄板等の金属パネルによって矩形平板状に形成されている。建材パネル１の長手方向に沿う一側部には上部へコ字状に折り返し折曲して形成した第１の嵌合部２が設けられ、他側部には下部へコ字状に折り返し折曲して形成した第２の嵌合部３が設けられている。
【００１２】
建材パネル１の上面は後述する太陽電池パネル４の取付け部５に形成され、下面は断熱材６の取付け部７に形成されている。
【００１３】
太陽電池パネル４は、建材パネル１と同一サイズの例えば１枚のガラス基板に透明電極層、半導体からなる光電変換ユニット層、裏面電極層を形成したもので、裏面にはさらに封止材により絶縁、防水等のための封止を行った矩形状の薄板パネル構造のものである。半導体としては、アモルファス半導体が好適に用いられるが、単結晶、多結晶または微結晶半導体であってもよく、またＳｉ系でも化合物系でもよい。
【００１４】
太陽電池パネル４の裏面における幅方向の略中間部には、出力取出し線（図示しない）の配線部８（図２参照）が設けられ、この配線部８は他の部分よりも若干盛り上がっている。
【００１５】
太陽電池パネル４は、建材パネル１の取付け部５に対して両面粘着テープ９と接着剤１０とによって固定されている。両面粘着テープ９は、例えばコニシ社製のＴＭテープＷ−１であり、基材がポリエチレン樹脂、粘着剤がアクリル系で、厚みが１．１ｍｍに形成されているが、厚みは１．１ｍｍに限定されず、０．３〜３．０ｍｍであればよい。
【００１６】
両面粘着テープ９を所望の長さに切断した後、剥離紙を剥離し、両面粘着テープ９を建材パネル１の取付け部５に予め貼り付けるが、前記配線部８を避けて取付け部５の長手方向の両端部側で、嵌合部２から離れた偏った部分に、例えばコ字状に貼り付ける。すなわち、図２に示すように、取付け部５の幅Ｗを１００％としたとき、嵌合部２側から０〜３０％の範囲には両面粘着テープ９を貼り付けないようにする。また、両面粘着テープ９によって囲まれる接着剤塗布部１１には、その全域に接着剤を塗布してもよいが、図１示すようにビード状に接着剤１０を塗布することにより、接着剤１０が両面粘着テープ９によって堰き止められ、接着剤１０が周囲に流れ出るのを防止することができる。
【００１７】
このように両面粘着テープ９の貼り付け位置を嵌合部２から離れた偏った部分とすることにより、太陽電池パネル４を取付け部５に固定する際に、図１に２点鎖線で示すように、太陽電池パネル４を斜め方向から嵌合部２に矢印ａ方向に挿入する際に、太陽電池パネル４の裏面が両面粘着テープ９の粘着面に付着することはなく、太陽電池パネル４の一辺を嵌合部２に深く挿入した状態で、矢印ｂ方向に押し付けることができる。
【００１８】
さて、建材パネルと太陽電池パネルとが接着剤により一体化された本発明の太陽電池モデュールは、その接着剤の周囲に、あるいはその端縁部に緩衝材、好ましくは防水性充填材１２が充填されている。この緩衝材１２は、図１（ｂ）によく示されているように、嵌合部２側の辺を除く建材パネル１の３辺を含む端縁部に帯状の充填材１２を接着剤により貼着しておき、上に述べたように太陽電池パネルの一辺を嵌合部２に挿入し、下方に押し付ける際に同時に設置することができる。緩衝材１２としては、防水性を有するものが特に好ましいが、上記建材パネルと太陽電池パネルとの間の隙間に充填して所期の目的を達成できるものであれば特に制限されず、パッキング等を使用することができる。最も好ましい干渉材は、暗色を示す弾性発泡体であり、独立気泡が全気泡の５０％以上を占めるものであることがさらに好ましい。そのような発泡体は、エプトシーラー６８６Ｐ（半独立、半連続気泡型、黒色）の商品名の下で日東電工（株）から入手することができる。このシーラー充填材は、防水性のみならず、耐候性にも優れている。このように本発明により嵌合部２に対応する辺縁を除く３つの辺縁に緩衝材１２特に防水性のものを充填することにより建材パネルと太陽電池パネルとの間の端縁部の隙間が封止され、内部への水や光の侵入が阻止され、それだけ接着剤１０の劣化を防止することができる。緩衝材が暗色特に黒色に着色されている場合には、当該太陽電池モデュールを屋根上等に搭載したときに外観的にも好ましいものとなる。
【００１９】
さて、上に述べたように太陽電池パネルの一辺を嵌合部２に挿入し、下方に押し付けた後、図３（ａ）に示すように、建材パネル１を裏返して太陽電池パネル４を下側にし、建材パネル１の裏面側から両面粘着テープ９に対向する部分をローラ１２によって約１０ｋｇの押圧力を付与する。また、第２の嵌合部３に対向する部分においては、図３（ｂ）に示すように、コ字状の切欠部１３ａを有する押圧治具１３を用いて同様に押圧することにより、建材パネル１の取付け部５に対して太陽電池パネル４を貼り付けることができる。
【００２０】
さらに、図３（ｃ）に示すように、建材パネル１と太陽電池パネル４とを複数個のクリップ１４によって挟持し、接着剤１０が硬化するまで放置することにより、建材パネル１に対して太陽電池パネル４を固定できる。
【００２１】
なお、建材パネル１に対して太陽電池パネル４が両面粘着テープ９によって仮固定されているため、接着剤１０が硬化する前においても、太陽電池パネル４が位置ずれすることはなく、次の組立工程に搬送することも可能であり、前記クリップ１４は必ずしも必要としない。
【００２２】
前述したように、両面粘着テープ９と接着剤１０によって太陽電池パネル４を建材パネル１に対して固定することにより、両面粘着テープ９の厚さ（例えば１１４ｍｍ）によって所望の接着剤層を確保でき、建材パネル１と太陽電池パネル４との間に隙間を形成することができるため、異種材料の熱膨張の差を緩和することができる。
【００２３】
さらに、建材パネル１の裏面側における取付け部７においては、発泡材等の断熱材６を、その一辺を第２の嵌合部３に挿入した状態で、取付け部７に接着するとともに、断熱材６をビス１５によって建材パネル１に取付けることにより太陽電池モデュールが完成する。
【００２４】
なお、前記実施の形態においては、建材パネル１の一辺に第１の嵌合部２を設け、太陽電池パネル４を斜め方向から第１の嵌合部２に挿入して太陽電池パネル１の位置決めを行うようにしたが、第１の嵌合部２は必ずしも設ける必要はなく、平板状の取付け部に予め両面粘着テープ９を貼り付けるとともに、接着剤１０を塗布し、太陽電池パネル４を上方から押し付けて固定するようにしてもよい。
【００２５】
また、両面粘着テープ９を取付け部５に対してコ字状に貼り付けたが、両面粘着テープ９の貼り付け形状は限定されるものではなく、任意に変更可能であるが、接着剤１０を堰き止めることができることが望ましい。
【００２６】
以上、本発明を特定の実施の形態に関し説明したが、本発明はそれらの実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、建材パネルと太陽電池パネルとは両面粘着テープと接着剤とを併用することにより固定しているが、両面粘着テープを用いない場合にも本発明が適用できることは明らかである。本発明は、太陽電池パネルの裏面と建材パネルとを両者の端縁部を除いて接着剤によって固定した建材一体型太陽電池モデュール全般に適用できるものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、太陽電池パネルの裏面と建材パネルとを両者の端縁部を除いて接着剤によって固定した建材一体型太陽電池モデュールにおいて、建材パネルと太陽電池パネルとの端縁部間の隙間が緩衝材で充填されているため、光の侵入が阻止され、接着剤の劣化を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の建材一体型太陽電池モデュールを示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は平面図。
【図２】同実施形態の建材一体型太陽電池モデュールの平面図。
【図３】同実施形態の建材一体型太陽電池モデュールの組立方法を説明するための斜視図。
【符号の説明】
１…建材パネル
２…第１の嵌合部
３…第２の嵌合部
４…太陽電池パネル
９…両面粘着テープ
１０…接着剤
１２…緩衝材

Claims

矩形平板状の建材パネルと、太陽電池パネルと、断熱材を備え、
前記建材パネルは、その長手方向の一側部が上部へコ字状に折り返されて第１の嵌合部を形成し、かつ前記一側部に対向する側部が下部へコ字状に折り返されて第２の嵌合部を形成し、
前記建材パネルには、前記一側部から、前記建材パネルの幅の３０％までに相当する領域を除く領域に、両面粘着テープが貼付されるとともに接着剤が塗布され、
前記太陽電池パネルは、その一側部が前記第１の嵌合部に挿入され、かつその裏面が前記両面粘着テープおよび前記接着剤により前記建材パネルに固定され、
前記断熱材は、その一側部が前記第２の嵌合部に挿入されて前記建材パネルに接着されており、
前記太陽電池パネルの裏面と前記建材パネルの端縁部の隙間に緩衝材が充填されている
ことを特徴とする建材一体型太陽電池モデュール。
前記緩衝材が、暗色を示す弾性発泡体からなることを特徴とする請求項１に記載の建材一体型太陽電池モデュール。